叔丁醇水溶液臭氧氧化的降解过程及反应机理研究_钟理

科研与开发叔丁醇水溶液臭氧氧化的降解过程及反应机理研究*钟理**(华南理工大学化工系,广州510641)郭江海(密西西比州立大学化工系,美国39762)摘要在StoppedFlow反应器中研究了叔丁醇(TBA)水溶液被O3氧化降解过程。结果表明,在酸性和中性条件下TBA较难被O3氧化降解,随着pH增加,TBA的臭氧化降解速率加快。探讨了TBA臭氧氧化过程的降解机理。关键词叔丁醇,臭氧,化学氧化,反应机理,自由基Investigationofdegradationandreactionmechanismoftert.-butylalcoholbyozonationinaqueoussolutionsZhongLi(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641)KuoChianghai(MississippiStateUniversity,MS39762,USA)AbstractThedegradationoftert.-butylalcohol(TBA)byozonationwasinvestigatedthroughaStoppedFlowreactor.TheresultsshowedthatTBAisdifficulttobedegradableatacidicandneutralaqueoussolutions(pH≤7),butthedegradationrateofTBAbyozoneseemstoincreasewithpHvalues.Thedegradationmecha-nismofTBAbyozonationwasalsoexplored.Keywordstert.-butylalcohol,ozone,chemicaloxidation,reactionmechanism,freeradicalO3与高pH溶液组合,离解生成HO-2,该离子与O3反应,诱发产生多种形式的自由基,尤其是氧化能力很强的OH·自由基,使溶解或分散于水中的有机物氧化生成新的自由基,成为引发剂诱发后面的链反应,直到将有机物氧化为水、二氧化碳和其它矿物盐[1～2]。这是一种较有效的化学氧化法,也属于一种高级氧化过程[3,4]。由于该过程反应条件温和,产物没有二次污染,尤其是对于难降解或结构稳定的有机物能较有效地除去,引起了环境界与工业界的重视。目前利用O3/高pH组合处理难降解有机物以及有关降解过程的机理报道仍不多,本文研究O3/高pH组合技术氧化降解稳定的有机物TBA过程,以便为其工业应用提供基础数据。1实验装置与方法主要实验装置参考文献[5],它是由英国*广东省自然科学基金资助课题(970457);**博士,教授。Hi-Tech公司制造的StoppedFlow(SF-51型)光谱仪反应器组成,该系统可使不同的液相反应物在0.001s内混合均匀,通过测定反应物(如O3)对光的吸收率随时间的变化,转化为反应物浓度随时间的关系得出动力学数据。StoppedFlow主要由以下6个部分组成:①样品流动子系统:包括样品储存管,驱动注射器,样品混合室,实验检测管和阀门等。②光路部分:包括普通或单色(UV)光源,光增大器等。③流动激发子系统:主要由流动激发器,停止流动激发器和N2组成,该系统用于提供反应物流过系统所需的能量和根据实验要求停止反应。④电子部分:包括电源,电子部件,信号检测器,放大器等。⑤数据处理子系统:由计算机、A/D转换板和Hi-Tech公司提供的软件组成。该系统用于记录并保·25·现代化工1999年第19卷第2期DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.1999.02.009科研与开发叔丁醇水溶液臭氧氧化的降解过程及反应机理研究*钟理**(华南理工大学化工系,广州510641)郭江海(密西西比州立大学化工系,美国39762)摘要在StoppedFlow反应器中研究了叔丁醇(TBA)水溶液被O3氧化降解过程。结果表明,在酸性和中性条件下TBA较难被O3氧化降解,随着pH增加,TBA的臭氧化降解速率加快。探讨了TBA臭氧氧化过程的降解机理。关键词叔丁醇,臭氧,化学氧化,反应机理,自由基Investigationofdegradationandreactionmechanismoftert.-butylalcoholbyozonationinaqueoussolutionsZhongLi(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641)KuoChianghai(MississippiStateUniversity,MS39762,USA)AbstractThedegradationoftert.-butyla